졸른호펜 석회암

졸른호펜 석회암은 독일 남부 바이에른주의 프랑켄알프(Fränkische Alb, 또는 Franconian Alb) 남부, 뉘른베르크와 뮌헨 사이의 알트뮐 강 유역(Altmühl River Valley)에 분포한다. 이 지층은 공식적으로 알트뮐탈층(Altmühltal Formation)으로 분류되며, 상부 쥐라기 티토니안(Tithonian)에 해당한다. 브리태니커 백과사전에 따르면, 지층의 연대는 약 1억 5,080만~1억 4,550만 년 전이다. 일부 연구에서는 킴메리지안(Kimmeridgian) 최상부에서 티토니안 초기에 걸쳐 퇴적된 것으로 보며, 상위에는 뫼른스하임층(Mörnsheim Formation)이 놓인다.

지층은 미세 입자의 판상 석회암(Plattenkalk)과 얇은 이질(shaley) 층이 교호하는 구조로 이루어져 있다. '플라텐칼크'라는 독일어 명칭은 돌이 얇은 판(Platte) 형태로 쪼개지는 특성에서 유래한다. 탄산칼슘(CaCO3) 함량은 대부분 70% 이상이며, 극히 미세한 이토(micrite) 입자로 구성되어 있어 화석의 세부 구조까지 보존하는 데 결정적인 역할을 한다.

쥐라기 후기, 현재의 독일 남부 지역은 테티스해(Tethys Sea) 북쪽 가장자리에 위치한 얕은 열대 해역이었다. 해면(sponge)과 산호가 형성한 초(reef)가 해역을 구획하여 크고 작은 석호(lagoon)들이 만들어졌으며, 이를 학술적으로 '졸른호펜 군도(Solnhofen Archipelago)'라 부른다.

이 석호들은 외해 및 육상 담수 유입으로부터 격리되어 염분이 상승하고, 바닥 수층은 산소가 극도로 결핍된 빈산소(anoxic) 또는 유독(toxic) 환경이 되었다. 이러한 조건에서는 시아노박테리아와 유공충(foraminifera) 같은 극소수 미생물만 서식할 수 있었고, 청소동물(scavenger)이나 분해 세균의 활동이 극히 제한되었다. 따라서 외해에서 밀려들어오거나 육지에서 떨어진 생물의 사체는 미세한 탄산칼슘 이토에 빠르게 매몰되어 분해 없이 보존될 수 있었다.

이러한 복합적 조건—미세 입자 퇴적물, 빈산소 환경, 청소동물 부재, 빠른 매몰—이 결합되어 졸른호펜 석회암은 세계에서 가장 뛰어난 보존 라거슈테테(Konservat-Lagerstätte) 중 하나가 되었다. 라거슈테테란 화석의 보존 상태가 예외적으로 뛰어난 퇴적층을 지칭하는 독일어 용어이다.

브리태니커에 따르면, 졸른호펜 석회암에서 750종 이상의 동식물이 기재되었다. 가장 흔한 화석은 바다나리(crinoid), 암모나이트, 어류, 갑각류이며, 일반적으로 화석 기록에 남기 어려운 해파리, 두족류(오징어), 곤충 등의 연체 생물도 보존되어 있다.

시조새(Archaeopteryx): 졸른호펜의 가장 유명한 화석이다. 1860년에 격리된 깃털 화석이 최초로 발견되었고, 1861년 독일 고생물학자 헤르만 폰 마이어(Hermann von Meyer)가 이를 Archaeopteryx lithographica로 명명했다. 이후 14개의 골격 표본이 발견되었으며, 대부분 알트뮐탈층에서 출토되었다. 시조새는 공룡에서 새로의 진화적 전이를 보여주는 핵심 화석으로, 다윈의 『종의 기원』(1859) 출간 직후에 발견되어 진화론의 강력한 증거로 제시되었다.

프테로닥틸루스(Pterodactylus): 최초로 기재된 익룡으로, 1784년에 졸른호펜 석회암에서 발견된 표본이 최초 기재의 기반이 되었다. 이후 수백 점의 익룡 화석이 이 지층에서 출토되었으며, 람포린쿠스(Rhamphorhynchus) 등 다양한 속이 포함된다.

콤프소그나투스(Compsognathus): 닭 크기의 소형 수각류 공룡으로, 졸른호펜에서 발견된 거의 완전한 골격 표본은 소형 공룡 해부학의 이해에 크게 기여했다.

기타: 악어류(Alligatorellus 등 소형 악어), 잠자리(Protolindenia), 딱정벌레, 자유 유영 바다나리(Saccocoma), 새우와 게 등의 갑각류, 다양한 어류, 식물 화석 등이 포함된다.

졸른호펜 석회암은 선사 시대부터 지붕재와 바닥재로 채굴되어 왔으며, 로마 시대에는 타일로 사용되었다. 16세기 이후에는 바이에른과 오스트리아, 헝가리의 성, 교회, 건축물 바닥재로 널리 사용되었다.

그러나 졸른호펜 석회암이 세계적으로 유명해진 결정적 계기는 석판 인쇄(lithography)의 발명이다. 1796~1798년, 뮌헨 출신의 극작가 겸 배우 알로이스 제네펠더(Alois Senefelder, 1771~1834)는 저렴한 연극 대본 인쇄 방법을 연구하던 중 졸른호펜 석회암의 균질한 미세 입자 표면이 기름기 있는 잉크를 선택적으로 흡착한다는 원리를 발견하여 석판 인쇄술을 발명했다. 이 기법은 19세기에 상업적으로 널리 보급되어 지도, 포스터, 예술 판화, 악보 인쇄 등에 광범위하게 사용되었으며, 졸른호펜의 채석 활동을 크게 촉진했다. 석판 인쇄용 석재의 대규모 채굴은 결과적으로 수많은 화석의 발견으로 이어졌다.

졸른호펜 석회암은 고생물학 역사에서 특별한 위치를 차지한다. 일반적으로 화석 기록에 남지 않는 연체 생물(해파리, 곤충, 두족류)의 내부 기관까지 보존된 사례는 과거 생태계의 생물다양성을 보다 완전하게 복원할 수 있게 해 준다. 시조새의 깃털 보존은 이 지층이 아니었다면 알 수 없었을 정보이며, 조류 기원과 수각류 공룡의 관계를 밝히는 결정적 증거가 되었다.

2018년 라우후트(Rauhut) 등이 기재한 12번째 시조새 표본은 킴메리지안-티토니안 경계에서 발견되어 시조새 속의 시간적 범위를 확장시켰으며, 속 내 높은 형태학적 변이와 '종 무리(species flock)' 가능성을 제기했다. 이처럼 졸른호펜 연구는 현재도 활발히 진행되고 있으며, 자외선(UV) 형광 촬영 등 새로운 기술의 적용으로 기존 표본에서도 새로운 해부학적 정보가 계속 확인되고 있다.

졸른호펜 석회암은 IUGS(국제지질과학연합)에 의해 2024년 세계지질유산석(Global Heritage Stone)으로 지정되었다.